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基于遗传算法的道路选线优化方法研究
| 论文题名： | 基于遗传算法的道路选线优化方法研究 |
| 关键词： | 遗传算法;运输线路优选;道路选线;优化方法 |
| 摘要： | 本文从道路优化设计方面的理论出发，研究探讨道路选线问题，提出了一个基于费用的道路选线优化模型。本研究旨在提高道路选线的效率，优化道路选线结果，为道路设计工作者和相关领域的研究者提供新的思路和方法，以使在道路选线工作中能够更加高效、科学、准确地找寻到最优的新建道路空间线形方案。 本论文研究的模型是在给定新建道路起、终点的条件下，将道路选线中需要考虑的各种因素转化为费用因素，确定一个以费用最小为最佳的道路空间线形方案的优化问题。该模型以地理信息系统为平台，将原始CAD数字地形图分层整饰后导入GIS，建立选线区域的空间数据库，并根据模型的数据需求对不同的图层添加不同的属性字段。在此基础上，采用遗传算法求解。 在地理信息系统中，首先根据控制点的不同，随机生成新建道路空间线形优化方案的集合，并自动详细设计每一个候选方案的平面线形和纵断面线形。接着计算道路候选方案本身导致的各项费用，包括基本建设费用、土方工程费用、占地费用、桥梁隧道建设费用、养护费用；同时计算道路使用者的费用，包括出行时间成本费用和车辆驾驶费用；对道路穿过湿地和耕地时，施以一定的惩罚费用，使线路尽量避开这些高费用区域。将以上各部分费用累加求和作为候选方案的总费用，在GIS中自动化道路线形设计无法完全满足道路设计规范的所有限制，采用惩罚函数加以弥补。 在遗传算法中，将候选方案作为种群人口，每个方案中的控制点作为人口染色体中的基因，将方案所产生的费用值、使用者费用值、惩罚函数费用值这三者设计为人口的适应度值。初始化种群人口，计算人口的适应度值，经过遗传算法的选择、交叉和变异，逐代进化，达到终止条件，得到一个最佳的新建道路的空间线形方案。 通过试验来检验模型，验证了该模型在道路选线中是有效的、可行的，具有良好的应用价值。 |
| 作者： | 周林 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 赵建三 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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